Россия тех лет продолжала оставаться технически отсталой страной. Заводов, способных изготовить достаточно легкий двигатель, не существовало. Поэтому в тех условиях не могло быть и речи о попытках воплощения в реальность передовых, прогрессивных технических идей Соковнина. Военно-ученый комитет решил ограничиться опытами с привязным воздушным шаром.
Создание воздушного шара полностью из русских материалов и на отечественных заводах явилось серьезным испытанием для молодой промышленности России. К лету 1870 года воздушный шар объемом полторы тысячи кубических метров был готов. Оболочку шара сделали из шелковой материй, покрытой с внутренней стороны слоем резины. К веревочной сетке шара подвесили корзину, в ней помещались три-четыре человека и телеграфный аппарат. Способ добывания водорода оставался примитивным: слабый раствор серной кислоты воздействовал на железную стружку. Чтобы наполнить водородом один воздушный шар, сооружали три больших чана, соединенных железными лужеными газопроводными трубами с пятьюдесятью двумя сорокаведерными бочками. До шестидесяти человек наполняли шар в продолжение двадцати часов. На каждое наполнение расходовалось четыреста пудов железной стружки и четыре тысячи ведер воды.
При всех этих хлопотах привязной шар поднимался всего на двести триста метров. Все это ограничивало практическое использование аэростатов. Вскоре по заданию военного ведомства усовершенствовали газодобывательную аппаратуру, и время, необходимое для наполнения оболочки аэростата водородом, сократилось в два раза.
И все же устранить недостатки в аэростате не удалось. Те новые пути в воздухоплавании, которые открывал ум и талант передовых ученых, оставались неиспользованными.
Менделеев тогда проектировал управляемый аэростат. Не получая поддержки от правящих кругов царской России, ученый пытался собрать нужные для постройки аэростата деньги продажей издаваемых им книг. В 1876 году Менделеев выпустил под своей редакцией книгу немецкого ученого Мона "Метеорология или учение о погоде" (замечания самого Менделеева составляли добрую половину книги) и деньги от ее продажи он хотел истратить на создание аэростата. Менделеев писал по этому поводу:
"Издавая предлагаемое сочинение, я имею в виду приобрести через продажу и распространение его средства, необходимые для устройства аэростата, назначаемого для восхождения в верхние слои атмосферы".
Но надежды Менделеева не сбылись. Царское правительство не поддержало начинаний великого русского ученого и патриота и тратило деньги на финансирование всевозможных иностранных дельцов, домогавшихся осуществления своих "проектов" управляемых аэростатов.
А таких иностранных дельцов находилось не мало. Они хорошо знали, что в царской России щедро оплатят любой проект, лишь бы он был подписан иноземной фамилией.
Деньги таяли, фантастические проекты оставались на бумаге, год от года уменьшались ассигнования на работу "Комиссии по применению воздухоплавания к военным целям".
Окончательно деятельность комиссии добил придворный "знаток" воздухоплавания - свиты его императорского величества генерал-майор Оттомар Герн, активный помощник Паукера в комиссии, "разбиравшей" проект Можайского. Карьерист и ловкий служака, в прошлом - сотрудник немецкого генерального штаба, Герн добился того, чтобы комиссия занялась опытами с монгольфьерами, несовершенными воздушными шарами, наполненными нагретым воздухом.
Как и следовало ожидать - они не дали никаких положительных результатов. К 1876 году комиссия прекратила свою работу "за выбытием членов по разным случаям и неназначением новых". Русское воздухоплавание хирело, не успев расцвести.
Но люди продолжали борьбу и не прекращали попыток овладеть воздушным океаном. В семидесятых годах появились одно за другим предложения о постройке летательных аппаратов, воспроизводящих полет птицы.
Кандидат Санкт-Петербургского университета Михневич, врач Варшавского окружного военно-медицинского управления Бертенсон, доктор Арендт из Симферополя предлагают свои проекты.
Михневич наивно полагал, что если ему удастся прикрепить к крыльям рычаги, соединенные с пружиной, то крылья будут подниматься вверх силой давления воздуха и опускаться вниз сжимающейся пружиной.
Бертенсон настойчиво хотел воспроизвести "условия, созданные природой, без которых полет невозможен", попросту говоря, старался скопировать птичий полет.
Арендт замораживал птиц, поднимал их на большую высоту при помощи змея и, заставляя планировать, наблюдал их полет. Некоторые мысли, высказанные Арендтом, были верны. Так, например, в статье "К вопросу воздухоплавания", напечатанной в 1874 году, он доказывал возможность парящего полета на аппарате, крылья которого сделаны "сводом", то есть изогнутыми.
Однако никаких законченных конструктивных решений Арендт не дал.
Можно назвать много других изобретателей, бесплодно пытавшихся проникнуть в тайну птичьего полета, построить летательный аппарат, копирующий полет птицы. Самые смутные представления господствовали тогда о механике птичьего полета.
Разрозненные силы отдельных исследователей" работавших над проблемами летания, необходимо было объединить, чтобы сообща наметить верный путь успешного решения этой трудной задачи. Ядром, вокруг которого в конце 70-х годов прошлого века начался процесс объединения, стал Дмитрий Иванович Менделеев.
Большую роль в расширении круга людей, занимающихся воздухоплаванием и воздухолетанием, сыграл VI Всероссийский съезд естествоиспытателей и врачей, собравшийся в декабре 1879 года в здании Петербургского университета. Всероссийские съезды естествоиспытателей были подлинным праздником науки. Организуемые во время зимних каникул, они привлекали множество ученых и гостей из разных городов страны. На VI съезд собралась тысяча человек участников.
На этом съезде 32-х летний Николай Егорович Жуковский прочел свой доклад "О прочности движения", а через два с половиной года он защитил работу на эту тему как докторскую диссертацию. В один день с Жуковским с трибуны съезда выступал и Менделеев с докладом "О сопротивлении жидкости". По вопросам сопротивления тел движению высказал свое мнение Алымов. Докладывал о своих работах по исследованию гребных винтов Верховский, Здесь на съезде, произошла первая встреча Николая Егоровича Жуковского с исследователями, работавшими в Петербурге над развитием вопросов авиации и воздухоплавания.
Присутствовал ли на этом съезде Можайский? Вероятно, да. Известно, что после доклада Дмитрия Ивановича Менделеева, группа, интересовавшаяся воздухоплаванием и авиацией, собралась вечером на квартире лейтенанта Спицына, и там Костович подробно рассказывал о своем проекте дирижабля.
На какой-то короткий жизненный миг прошли рядом дороги, а, может быть, и встретились пути того, кто стал впоследствии величайшим аэродинамиком, отцом русской авиации - Николая Егоровича Жуковского и создателя первого в мире самолета - Александра Федоровича Можайского.
В 1880 году в Петербурге произошло знаменательное событие в истории авиации и воздухоплавания: начал выходить журнал "Воздухоплаватель". В Германии, Америке, Франции подобные журналы возникли позже. Издателем и ответственным редактором журнала "Воздухоплаватель" стал военный инженер, полковник Петр Александрович Клиндер, его ближайшим помощником - лейтенант В. Д. Спицын.
В декабре 1880 года адъюнкт Главной физической обсерватории А. Барановский, инженер-полковник П. Клиндер, капитан И. Костович и лейтенант В. Спицын подписали заявление об организации при Русском техническом обществе Седьмого отдела, члены которого намеревались заниматься вопросами воздухоплавания и воздухолетания. Первым председателем VII (Воздухоплавательного) отдела Русского технического общества был избран директор Главной физической обсерватории, впоследствии академик - Михаил Александрович Рыкачев. Его заместителем или, как писали в те времена товарищем председателя, стал военный воздухоплаватель, полковник Лев Львович Лобко. Делопроизводителем отдела, то есть ученым секретарем отдела, избрали морского инженера Павла Дмитриевича Кузьминского{38}. Все руководство VII отдела состояло из людей, отдавших много сил на развитие летания в России. Работы Рыкачева по исследованию геликоптерных винтов пользовались широкой известностью; несколько раз он для научных целей поднимался на воздушных шарах. Полковника Лобко знали как составителя первого на русском языке указателя авиационной литературы.
Научная деятельность Кузьминского началась еще в студенческие годы, и его конструкторский талант развернулся в полную силу в последнюю четверть прошлого века, подарив Родине изумительное творение - парогазовую турбину.
Так зарождалась русская авиационная наука, так крепла школа русских специалистов авиации.
Русское изобретение
Стремительный рост русской авиационной научной мысли не остался незамеченным за рубежом. Иностранцы пристально следили за тем, как в России кристаллизуется и крепнет ядро деятелей воздухоплавания. Возглавлял это движение Менделеев - всемирно известный ученый, и это обстоятельство заставляло считаться с работами первых русских авиационных исследователей. Даже те, кто привык смотреть свысока на создания русского таланта, ума, энергии, - с интересом следили за деятельностью VII отдела.
Французский исследователь Виктор Татэн много лет производил опыты с летающими моделями, снабженными машущими крыльями, но результаты получал неутешительные. Со временем он отказался от своих моделей и попробовал строить модели, повторяющие те, что изучал Александр Федорович Можайский.
Французские газеты стали писать об успехах Татэна, забывая назвать имя Можайского, но журнал "Воздухоплаватель" решительно встал на защиту русского изобретателя,
"В сентябрьской книжке французского журнала "Аэронавт", - сообщал русский журнал, - помещено описание аппарата Виктора Татэна с рисунками. Аппарат Татэна очень похож на аэроплан г. Можайского".
Сведения о работах Можайского мало-помалу стали проникать за границу, и тут возникла прямая опасность, как бы русское изобретение не присвоили иностранцы. Уже не раз в истории русской технической мысли открытия, сделанные в России, через несколько лет возвращались из-за рубежа на родину как чужеземные, названные именем какого-нибудь иностранца, не постеснявшегося объявить это открытие своим.
Чтобы обезопасить свое изобретение от разных посягательств, Можайский в июне 1880 года подал прошение в Департамент торговли и мануфактур о выдаче привилегии или, как говорят теперь, авторского свидетельства на изобретенный им воздухоплавательный снаряд. Это был первый случай, когда Департаменту торговли и мануфактур пришлось рассматривать заявку на изобретение, касающееся авиации. Заявка сопровождалась подробной объяснительной запиской и чертежами самолета, выполненными самим Александром Федоровичем Можайским.
Самолет, изображенный на чертеже, напоминает современный. К корпусу, похожему на лодку, стоящему на рамной тележке, снабженной четырьмя колесами, прикреплены большие прямоугольные крылья. Чтобы они не прогнулись в полете и при посадке, тросы соединяют концы крыльев с вершинами двух мачт, стоящих на корпусе и со стержнями опорной тележки. В носу лодки находится большой, с четырьмя широкими лопастями, воздушный винт. Два других воздушных винта установлены в прорезях крыльев. За кормой лодки укреплены рули: один - руль поворота, другой - руль высоты.
Тот, кто внимательно всмотрится в этот чертеж - изображение самолета, поймет, что изобретение Можайского выдержало самое тяжелое испытание временем. Великие изобретения всегда замечательны тем, что даже уже в первых эскизах отчетливо проступают черты, которые, оставаясь неизмененными, определяющими существо изобретения, продолжают жить, несмотря на многочисленные усовершенствования, внесенные тысячами последующих конструкторов.
Вот как сам Можайский описывал свой самолет:
"...Нижеописанный и изображенный на чертеже воздухолетательный снаряд состоит из следующих главных частей: крыльев, помещенной между ними лодки, хвоста, тележки с колесами, на которую поставлен весь снаряд, машин для вращения винтов и мачт для укрепления крыльев. Крылья снаряда делаются неподвижными. Хвост состоит из плоскостей: горизонтальной и вертикальной; первая может подниматься и опускаться и предназначается для направления снаряда вверх и вниз, а вторая движется вправо и влево и заставляет снаряд поворачиваться в стороны. Лодка служит для помещения машин, материалов для них, груза и людей. Тележка с колесами, на которую поставлен весь снаряд и прочно прикреплен, служит для разбега летательного снаряда по земле перед его подъемом; в воздухе же тележка действует как балансир или отвес. При поступательном движении в воздухе винты летательного снаряда, вращаемые машиною, вследствие сопротивления воздуха, приводят снаряд в движение".
3 ноября 1881 года Можайскому выдали привилегию. Этот документ очень важен, так как представляет неоспоримое свидетельство того, что изобретение самолета составляет приоритет России.
Изобретение самолета Можайским ознаменовало собой новый этап в развитии техники. Длинная цепь попыток, исканий, опытов была теперь завершена. Самолет был изобретен.
В привилегии говорилось:
"Капитан 1-го ранга Александр Можайский, проживающий в С.Петербурге, 4 июня 1880 года, вошел в Департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче ему пятилетней привилегии на воздухоплавательный снаряд...
...По рассмотрении изобретения сего в Совете торговли и мануфактур, управляющий министерством финансов... удостоверяя, что на сие изобретение прежде сего никому другому в России привилегии выдано не было, дает капитану 1-го ранга Александру Можайскому сию привилегию на пятилетнее от нижеписанного числа исключительное право, вышеозначенное изобретение, по представленным описанию и чертежу, во всей Российской империи употреблять, продавать, дарить, завещать и иным образом уступать другому на законном основании, но с тем, чтобы изобретение сие, по 97 ст. того же Устава, было приведено в полное действие...
...В уверение чего привилегия сия управляющим министерством финансов подписана и печатью Департамента торговли и мануфактур утверждена. С.Петербург, ноября 3 дня 1881 года".
То обстоятельство, что департамент выдал привилегию, очень показательно. Несмотря на все козни врагов России, официальные представители вынуждены были считаться с тем, что изобретение, сделанное Можайским, является новым, и не могли отказать ему в выдаче документа, юридически удостоверяющего его авторство.
Привилегия на самолет, полученная Александром Федоровичем 3 ноября 1881 года, содержала непременное и важное условие: она обязывала Можайского воплотить свое изобретение в действительность "в продолжение четверти срочного времени, на которое выдана привилегия", то есть не позднее, чем через пятнадцать месяцев после выдачи привилегии. Иными словами, Можайский был обязан построить за год и три месяца свой самолет.
Получение привилегии явилось в жизни Можайского событием чрезвычайной важности. В этой бумаге заключалось официальное признание его трудов, его авторства. Признание рождало радость, наполняло чувством гордости. Но в привилегии содержались такие требования, которые заставляли Можайского тревожиться.
Прежде всего в этом документе указывалось, что если через шесть месяцев после окончания "срочного времени" изобретатель не представит от местного начальства удостоверения о том, "что привилегированное изобретение введено в употребление", то "право оной, на основании 103 ст., прекращается".
Это означало, что он, Можайский, обязан не только создать совершенно новый аппарат, каким являлся самолет - но и быстро справиться с этой сложной технической задачей. Рассчитывать на поддержку официальных кругов не приходилось. Самолет предстояло сооружать на личные средства - таков был вывод, к которому пришел Можайский. Значит, приходилось обосноваться в Петербурге надолго, чтобы общаться с учеными, доставать необходимую техническую литературу.
Еще в мае 1879 года Александр Федорович подал рапорт о зачислении его вновь на действительную службу на флоте. Приказом No 48 от 26 мая 1879 года он снова стал офицером Балтийского флота.
Но теперь он получил назначение не на корабль, а в морской кадетский корпус, в котором сам учился в юности. Огромный опыт, почерпнутый в плавании, и безупречное знание корабля позволили Александру Федоровичу стать преподавателем курса морской практики.
В те годы, когда Александр Федорович стал преподавать, в корпусе учился Алексей Николаевич Крылов, будущий выдающийся кораблестроитель, прославленный русский ученый, впоследствии академик и Герой Социалистического Труда. Отличник учебы - говоря современным языком старшина курса, или, как тогда говорили - фельдфебель Крылов был исключительно способным и трудолюбивым учеником. Алексей Николаевич слушал лекции Можайского, экзаменовался у него и в своих воспоминаниях описал создателя первого самолета. А. Н. Крылов сообщил:
"...Он (Можайский) был громадного роста, широкий в плечах, богатырски сложенный. Я его впоследствии знал немного, помню его еще и потому, что он нас экзаменовал на выпуске из Морского корпуса по морской практике. Так вот, Александр Федорович решил заняться разработкой вопроса о летании на аппаратах тяжелее воздуха. Начал он с того, что стал летать на змее. Вероятно, он был одним из пионеров этого дела. Построил он змей, запряг в него тройку, велел ее гнать, как говорится, в три кнута, и сам поднимался на этом змее на воздух. Удачно или нет, сказать не могу, но во всяком случае, когда я его знал, он хромал и ходил, опираясь на здоровенную дубину, так что никто не решался его спросить, не было ли это результатом его полетов на змее".
Преподавание в корпусе отнимало не очень много времени, и Можайский продолжал работать над проектом самолета. Меняя детали, отыскивая наилучшие из возможных конструктивных решений, Александр Федорович никогда не отказывался от своей основной идеи - летательный аппарат должен иметь неподвижные крылья.
Самолет Можайского - первый в мире летательный аппарат тяжелее воздуха - имел все основные части, характеризующие современный самолет: крылья, корпус, оперение, шасси, управление, силовую установку, Из первых четырех частей, образующих планер самолета, многие последующие самолеты, созданные позднее зарубежными конструкторами, имели только две части - крылья и оперение.
В своем самолете Можайский смело применил наиболее прогрессивную схему, с одной только парой крыльев - моноплан. Теперь эта схема получила всеобщее распространение.
Четверть века тому назад между сторонниками самолетов с одной парой крыльев - монопланов, и приверженцами схемы с двумя парами крыльев бипланов, происходил горячий спор. Сторонники моноплана справедливо указывали, что при этой схеме возникает наименьшее сопротивление и, следовательно, получается большая скорость полета. Защитники биплана, введенного в самолетостроение братьями Райт, утверждали, что вся эта этажерка или, как ее называли, коробка крыльев, состоящая из двух пар крыльев, стоек, проволочных расчалок, связывающих их воедино, должна иметь вес, меньший, чем у моноплана, и обладая меньшим размахом крыльев обеспечит самолету наилучшую маневренность.
Победила схема Можайского. Русский изобретатель правильно понял, что самолету важнее всего иметь большую скорость полета, а для этого сначала нужно уменьшить его сопротивление, облагородить аэродинамические формы применить монопланные крылья. Современные истребитель и пассажирский самолет, штурмовик и бомбардировщик - все они - монопланы. Лишь для тихоходных самолетов, где требования аэродинамики менее важны, еще сохранилась схема биплана.
Можайский дал своему самолету четко выраженный корпус. Этим он вновь показал, что рассматривает вопросы аэродинамики, как важнейшие; требованиям аэродинамики он подчинил свою конструкторскую мысль. Это представляется очевидным нынче. Но сколько лет на самолетах вместо корпуса устанавливали решетчатую ферму, и самолеты своим видом напоминали какие-то летающие скелеты.
Придавая корпусу своего самолета форму лодки, Александр Федорович думал о возможности посадки самолета на воду. На многие десятилетия раньше, чем идея самолета-амфибии была реализована, Можайский создал ее прототип.
Любой современный самолет имеет хвостовое оперение, расположенное в кормовой части корпуса. Не раз пробовали строить так называемые самолеты-утки, с оперением, находящимся перед крылом - странные сооружения, словно летящие хвостом вперед. Но ни усилия Райтов, ни старания бразильского миллионера Сантос-Дюмона, шумно рекламировавшего во Франции любой свой грошовый успех на поприще авиации - не обеспечили победы этой надуманной схеме.
Победила схема оперения, примененная Александром Федоровичем Можайским.
Первый в мире самолет стоял на тележке, снабженный четырьмя подрессоренными колесами, что смягчало удар при посадке. Тележка исключала возможность опрокидывания самолета при взлете и при посадке. Эта схема шасси не сразу стала основной в авиастроении. Самолеты начала XX века, самолеты первой мировой войны и самолеты, строившиеся после ее окончания по большей части имели колесное шасси, состоявшее из трех колес: двух впереди, перед центром тяжести самолета, а одного, маленького хвостового сзади. Основные колеса были вынесены только немного вперед по отношению к центру тяжести самолета, иначе сильно возрастала нагрузка на хвостовое колесо - самолет долго бежал по земле до взлета, не в силах оторвать хвостовую опору. Но самолет с малым выносом колес на посадке легко мог опрокинуться через нос.
Только внедрение реактивной техники в авиацию сделало возможным применить такую схему шасси, при которой основными колесами стали задние, а передние, сильно вынесенные вперед по отношению к центру тяжести самолета, уберегали машину от аварии.
Схема, основные особенности которой правильно понял и отобразил Можайский, - оказалась наиболее целесообразной.
Для управления самолетом Александр Федорович применил тросы, соединяющие рули с двумя штурвалами, раздельно воздействующими на каждый из рулей. Тросовая система управления рулями живет в самолетостроении до наших дней.
Замечательные конструктивные решения каждой из частей первого в мире самолета видели передовые люди отечественной науки. В дни первой Всероссийской авиационной недели, проводившейся в России в начале нашего века, академик М. А. Рыкачев, говорил:
"Его идея аэроплана та же, что современные машины. Не было лишь тогда легких и сильных моторов. А как он хотел убедить всех, что его идея достижима. Он был действительно прав".
Профессор В. И. Ковалевский, при открытии Первой Международной воздухоплавательной выставки в 1911 году, сказал о самолёте, который около полувека тому назад построил Можайский:
... "Сделан был аппарат настолько хорошо, что если бы его поставить здесь в Михайловском манеже, рядом с Блерио, то последний мог бы сказать: "Шапки долой!"
Сердце самолета
Еще в середине прошлого века вопросами воздухоплавания занимался русский ученый, артиллерист, генерал К. И. Константинов.
Разносторонний ученый, он изобретал приборы для измерения очень малых промежутков времени, был видным специалистом в области ракетной техники, стал известен как пионер в области автоматики и, в частности, электроавтоматики. В 1856 году Константинов написал большую статью "Воздухоплавание", первый обстоятельный разбор истории развития воздушных шаров и парашютов. Особо ценные мысли высказал Константинов по вопросу о создании управляемых аэростатов. Он пришел к выводу, что нужен двигатель или, как он писал, движитель "несравненно легчайший в отношении доставляемой работы, известных поныне". Такого легкого и, в то же время, мощного двигателя тогда еще не существовало и, следовательно, нельзя было создать управляемый аэростат.
Совершенного двигателя для самолета не было и в тот период, когда Можайский изучал свойства крыла; открыл связь между площадью крыльев, весом летательного аппарата и скоростью его полета; выработал метод расчета лётных характеристик своего воздухолетательного снаряда. Вопрос о двигателе оставался открытым. Для своего будущего самолета Можайский решил уже ряд сложных задач; и все же оставалась последняя, пожалуй, самая трудная задача - создать двигатель. Ведь от модели к самолету можно было перейти лишь после того, как появится двигатель, мощный и обязательно легкий. Простой в устройстве, надежный в работе и, главное, легкий.
Можайский отлично знал судовую паровую машину. Но ее нельзя было перенести на самолет, слишком уж она была тяжела и громоздка. Правда, со времени Ползунова паровые машины стали много совершенней, вместо нескольких тонн на одну лошадиную силу мощности первой машины теперь приходилось лишь сто килограммов на 1 лошадиную силу. Это был большой успех, но все-таки еще недостаточный для самолетостроения.
Можайский знал, что еще в начале второй половины XIX века удалось поставить на аэростат паровой двигатель, весивший без котла, воды и топлива около 17 килограммов на 1 лошадиную силу. Но мощность этого двигателя составляла всего лишь 3 лошадиных силы. Можайскому был нужен двигатель большей мощности и, во всяком случае, еще меньшего удельного веса.
Создание воздушного шара полностью из русских материалов и на отечественных заводах явилось серьезным испытанием для молодой промышленности России. К лету 1870 года воздушный шар объемом полторы тысячи кубических метров был готов. Оболочку шара сделали из шелковой материй, покрытой с внутренней стороны слоем резины. К веревочной сетке шара подвесили корзину, в ней помещались три-четыре человека и телеграфный аппарат. Способ добывания водорода оставался примитивным: слабый раствор серной кислоты воздействовал на железную стружку. Чтобы наполнить водородом один воздушный шар, сооружали три больших чана, соединенных железными лужеными газопроводными трубами с пятьюдесятью двумя сорокаведерными бочками. До шестидесяти человек наполняли шар в продолжение двадцати часов. На каждое наполнение расходовалось четыреста пудов железной стружки и четыре тысячи ведер воды.
При всех этих хлопотах привязной шар поднимался всего на двести триста метров. Все это ограничивало практическое использование аэростатов. Вскоре по заданию военного ведомства усовершенствовали газодобывательную аппаратуру, и время, необходимое для наполнения оболочки аэростата водородом, сократилось в два раза.
И все же устранить недостатки в аэростате не удалось. Те новые пути в воздухоплавании, которые открывал ум и талант передовых ученых, оставались неиспользованными.
Менделеев тогда проектировал управляемый аэростат. Не получая поддержки от правящих кругов царской России, ученый пытался собрать нужные для постройки аэростата деньги продажей издаваемых им книг. В 1876 году Менделеев выпустил под своей редакцией книгу немецкого ученого Мона "Метеорология или учение о погоде" (замечания самого Менделеева составляли добрую половину книги) и деньги от ее продажи он хотел истратить на создание аэростата. Менделеев писал по этому поводу:
"Издавая предлагаемое сочинение, я имею в виду приобрести через продажу и распространение его средства, необходимые для устройства аэростата, назначаемого для восхождения в верхние слои атмосферы".
Но надежды Менделеева не сбылись. Царское правительство не поддержало начинаний великого русского ученого и патриота и тратило деньги на финансирование всевозможных иностранных дельцов, домогавшихся осуществления своих "проектов" управляемых аэростатов.
А таких иностранных дельцов находилось не мало. Они хорошо знали, что в царской России щедро оплатят любой проект, лишь бы он был подписан иноземной фамилией.
Деньги таяли, фантастические проекты оставались на бумаге, год от года уменьшались ассигнования на работу "Комиссии по применению воздухоплавания к военным целям".
Окончательно деятельность комиссии добил придворный "знаток" воздухоплавания - свиты его императорского величества генерал-майор Оттомар Герн, активный помощник Паукера в комиссии, "разбиравшей" проект Можайского. Карьерист и ловкий служака, в прошлом - сотрудник немецкого генерального штаба, Герн добился того, чтобы комиссия занялась опытами с монгольфьерами, несовершенными воздушными шарами, наполненными нагретым воздухом.
Как и следовало ожидать - они не дали никаких положительных результатов. К 1876 году комиссия прекратила свою работу "за выбытием членов по разным случаям и неназначением новых". Русское воздухоплавание хирело, не успев расцвести.
Но люди продолжали борьбу и не прекращали попыток овладеть воздушным океаном. В семидесятых годах появились одно за другим предложения о постройке летательных аппаратов, воспроизводящих полет птицы.
Кандидат Санкт-Петербургского университета Михневич, врач Варшавского окружного военно-медицинского управления Бертенсон, доктор Арендт из Симферополя предлагают свои проекты.
Михневич наивно полагал, что если ему удастся прикрепить к крыльям рычаги, соединенные с пружиной, то крылья будут подниматься вверх силой давления воздуха и опускаться вниз сжимающейся пружиной.
Бертенсон настойчиво хотел воспроизвести "условия, созданные природой, без которых полет невозможен", попросту говоря, старался скопировать птичий полет.
Арендт замораживал птиц, поднимал их на большую высоту при помощи змея и, заставляя планировать, наблюдал их полет. Некоторые мысли, высказанные Арендтом, были верны. Так, например, в статье "К вопросу воздухоплавания", напечатанной в 1874 году, он доказывал возможность парящего полета на аппарате, крылья которого сделаны "сводом", то есть изогнутыми.
Однако никаких законченных конструктивных решений Арендт не дал.
Можно назвать много других изобретателей, бесплодно пытавшихся проникнуть в тайну птичьего полета, построить летательный аппарат, копирующий полет птицы. Самые смутные представления господствовали тогда о механике птичьего полета.
Разрозненные силы отдельных исследователей" работавших над проблемами летания, необходимо было объединить, чтобы сообща наметить верный путь успешного решения этой трудной задачи. Ядром, вокруг которого в конце 70-х годов прошлого века начался процесс объединения, стал Дмитрий Иванович Менделеев.
Большую роль в расширении круга людей, занимающихся воздухоплаванием и воздухолетанием, сыграл VI Всероссийский съезд естествоиспытателей и врачей, собравшийся в декабре 1879 года в здании Петербургского университета. Всероссийские съезды естествоиспытателей были подлинным праздником науки. Организуемые во время зимних каникул, они привлекали множество ученых и гостей из разных городов страны. На VI съезд собралась тысяча человек участников.
На этом съезде 32-х летний Николай Егорович Жуковский прочел свой доклад "О прочности движения", а через два с половиной года он защитил работу на эту тему как докторскую диссертацию. В один день с Жуковским с трибуны съезда выступал и Менделеев с докладом "О сопротивлении жидкости". По вопросам сопротивления тел движению высказал свое мнение Алымов. Докладывал о своих работах по исследованию гребных винтов Верховский, Здесь на съезде, произошла первая встреча Николая Егоровича Жуковского с исследователями, работавшими в Петербурге над развитием вопросов авиации и воздухоплавания.
Присутствовал ли на этом съезде Можайский? Вероятно, да. Известно, что после доклада Дмитрия Ивановича Менделеева, группа, интересовавшаяся воздухоплаванием и авиацией, собралась вечером на квартире лейтенанта Спицына, и там Костович подробно рассказывал о своем проекте дирижабля.
На какой-то короткий жизненный миг прошли рядом дороги, а, может быть, и встретились пути того, кто стал впоследствии величайшим аэродинамиком, отцом русской авиации - Николая Егоровича Жуковского и создателя первого в мире самолета - Александра Федоровича Можайского.
В 1880 году в Петербурге произошло знаменательное событие в истории авиации и воздухоплавания: начал выходить журнал "Воздухоплаватель". В Германии, Америке, Франции подобные журналы возникли позже. Издателем и ответственным редактором журнала "Воздухоплаватель" стал военный инженер, полковник Петр Александрович Клиндер, его ближайшим помощником - лейтенант В. Д. Спицын.
В декабре 1880 года адъюнкт Главной физической обсерватории А. Барановский, инженер-полковник П. Клиндер, капитан И. Костович и лейтенант В. Спицын подписали заявление об организации при Русском техническом обществе Седьмого отдела, члены которого намеревались заниматься вопросами воздухоплавания и воздухолетания. Первым председателем VII (Воздухоплавательного) отдела Русского технического общества был избран директор Главной физической обсерватории, впоследствии академик - Михаил Александрович Рыкачев. Его заместителем или, как писали в те времена товарищем председателя, стал военный воздухоплаватель, полковник Лев Львович Лобко. Делопроизводителем отдела, то есть ученым секретарем отдела, избрали морского инженера Павла Дмитриевича Кузьминского{38}. Все руководство VII отдела состояло из людей, отдавших много сил на развитие летания в России. Работы Рыкачева по исследованию геликоптерных винтов пользовались широкой известностью; несколько раз он для научных целей поднимался на воздушных шарах. Полковника Лобко знали как составителя первого на русском языке указателя авиационной литературы.
Научная деятельность Кузьминского началась еще в студенческие годы, и его конструкторский талант развернулся в полную силу в последнюю четверть прошлого века, подарив Родине изумительное творение - парогазовую турбину.
Так зарождалась русская авиационная наука, так крепла школа русских специалистов авиации.
Русское изобретение
Стремительный рост русской авиационной научной мысли не остался незамеченным за рубежом. Иностранцы пристально следили за тем, как в России кристаллизуется и крепнет ядро деятелей воздухоплавания. Возглавлял это движение Менделеев - всемирно известный ученый, и это обстоятельство заставляло считаться с работами первых русских авиационных исследователей. Даже те, кто привык смотреть свысока на создания русского таланта, ума, энергии, - с интересом следили за деятельностью VII отдела.
Французский исследователь Виктор Татэн много лет производил опыты с летающими моделями, снабженными машущими крыльями, но результаты получал неутешительные. Со временем он отказался от своих моделей и попробовал строить модели, повторяющие те, что изучал Александр Федорович Можайский.
Французские газеты стали писать об успехах Татэна, забывая назвать имя Можайского, но журнал "Воздухоплаватель" решительно встал на защиту русского изобретателя,
"В сентябрьской книжке французского журнала "Аэронавт", - сообщал русский журнал, - помещено описание аппарата Виктора Татэна с рисунками. Аппарат Татэна очень похож на аэроплан г. Можайского".
Сведения о работах Можайского мало-помалу стали проникать за границу, и тут возникла прямая опасность, как бы русское изобретение не присвоили иностранцы. Уже не раз в истории русской технической мысли открытия, сделанные в России, через несколько лет возвращались из-за рубежа на родину как чужеземные, названные именем какого-нибудь иностранца, не постеснявшегося объявить это открытие своим.
Чтобы обезопасить свое изобретение от разных посягательств, Можайский в июне 1880 года подал прошение в Департамент торговли и мануфактур о выдаче привилегии или, как говорят теперь, авторского свидетельства на изобретенный им воздухоплавательный снаряд. Это был первый случай, когда Департаменту торговли и мануфактур пришлось рассматривать заявку на изобретение, касающееся авиации. Заявка сопровождалась подробной объяснительной запиской и чертежами самолета, выполненными самим Александром Федоровичем Можайским.
Самолет, изображенный на чертеже, напоминает современный. К корпусу, похожему на лодку, стоящему на рамной тележке, снабженной четырьмя колесами, прикреплены большие прямоугольные крылья. Чтобы они не прогнулись в полете и при посадке, тросы соединяют концы крыльев с вершинами двух мачт, стоящих на корпусе и со стержнями опорной тележки. В носу лодки находится большой, с четырьмя широкими лопастями, воздушный винт. Два других воздушных винта установлены в прорезях крыльев. За кормой лодки укреплены рули: один - руль поворота, другой - руль высоты.
Тот, кто внимательно всмотрится в этот чертеж - изображение самолета, поймет, что изобретение Можайского выдержало самое тяжелое испытание временем. Великие изобретения всегда замечательны тем, что даже уже в первых эскизах отчетливо проступают черты, которые, оставаясь неизмененными, определяющими существо изобретения, продолжают жить, несмотря на многочисленные усовершенствования, внесенные тысячами последующих конструкторов.
Вот как сам Можайский описывал свой самолет:
"...Нижеописанный и изображенный на чертеже воздухолетательный снаряд состоит из следующих главных частей: крыльев, помещенной между ними лодки, хвоста, тележки с колесами, на которую поставлен весь снаряд, машин для вращения винтов и мачт для укрепления крыльев. Крылья снаряда делаются неподвижными. Хвост состоит из плоскостей: горизонтальной и вертикальной; первая может подниматься и опускаться и предназначается для направления снаряда вверх и вниз, а вторая движется вправо и влево и заставляет снаряд поворачиваться в стороны. Лодка служит для помещения машин, материалов для них, груза и людей. Тележка с колесами, на которую поставлен весь снаряд и прочно прикреплен, служит для разбега летательного снаряда по земле перед его подъемом; в воздухе же тележка действует как балансир или отвес. При поступательном движении в воздухе винты летательного снаряда, вращаемые машиною, вследствие сопротивления воздуха, приводят снаряд в движение".
3 ноября 1881 года Можайскому выдали привилегию. Этот документ очень важен, так как представляет неоспоримое свидетельство того, что изобретение самолета составляет приоритет России.
Изобретение самолета Можайским ознаменовало собой новый этап в развитии техники. Длинная цепь попыток, исканий, опытов была теперь завершена. Самолет был изобретен.
В привилегии говорилось:
"Капитан 1-го ранга Александр Можайский, проживающий в С.Петербурге, 4 июня 1880 года, вошел в Департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче ему пятилетней привилегии на воздухоплавательный снаряд...
...По рассмотрении изобретения сего в Совете торговли и мануфактур, управляющий министерством финансов... удостоверяя, что на сие изобретение прежде сего никому другому в России привилегии выдано не было, дает капитану 1-го ранга Александру Можайскому сию привилегию на пятилетнее от нижеписанного числа исключительное право, вышеозначенное изобретение, по представленным описанию и чертежу, во всей Российской империи употреблять, продавать, дарить, завещать и иным образом уступать другому на законном основании, но с тем, чтобы изобретение сие, по 97 ст. того же Устава, было приведено в полное действие...
...В уверение чего привилегия сия управляющим министерством финансов подписана и печатью Департамента торговли и мануфактур утверждена. С.Петербург, ноября 3 дня 1881 года".
То обстоятельство, что департамент выдал привилегию, очень показательно. Несмотря на все козни врагов России, официальные представители вынуждены были считаться с тем, что изобретение, сделанное Можайским, является новым, и не могли отказать ему в выдаче документа, юридически удостоверяющего его авторство.
Привилегия на самолет, полученная Александром Федоровичем 3 ноября 1881 года, содержала непременное и важное условие: она обязывала Можайского воплотить свое изобретение в действительность "в продолжение четверти срочного времени, на которое выдана привилегия", то есть не позднее, чем через пятнадцать месяцев после выдачи привилегии. Иными словами, Можайский был обязан построить за год и три месяца свой самолет.
Получение привилегии явилось в жизни Можайского событием чрезвычайной важности. В этой бумаге заключалось официальное признание его трудов, его авторства. Признание рождало радость, наполняло чувством гордости. Но в привилегии содержались такие требования, которые заставляли Можайского тревожиться.
Прежде всего в этом документе указывалось, что если через шесть месяцев после окончания "срочного времени" изобретатель не представит от местного начальства удостоверения о том, "что привилегированное изобретение введено в употребление", то "право оной, на основании 103 ст., прекращается".
Это означало, что он, Можайский, обязан не только создать совершенно новый аппарат, каким являлся самолет - но и быстро справиться с этой сложной технической задачей. Рассчитывать на поддержку официальных кругов не приходилось. Самолет предстояло сооружать на личные средства - таков был вывод, к которому пришел Можайский. Значит, приходилось обосноваться в Петербурге надолго, чтобы общаться с учеными, доставать необходимую техническую литературу.
Еще в мае 1879 года Александр Федорович подал рапорт о зачислении его вновь на действительную службу на флоте. Приказом No 48 от 26 мая 1879 года он снова стал офицером Балтийского флота.
Но теперь он получил назначение не на корабль, а в морской кадетский корпус, в котором сам учился в юности. Огромный опыт, почерпнутый в плавании, и безупречное знание корабля позволили Александру Федоровичу стать преподавателем курса морской практики.
В те годы, когда Александр Федорович стал преподавать, в корпусе учился Алексей Николаевич Крылов, будущий выдающийся кораблестроитель, прославленный русский ученый, впоследствии академик и Герой Социалистического Труда. Отличник учебы - говоря современным языком старшина курса, или, как тогда говорили - фельдфебель Крылов был исключительно способным и трудолюбивым учеником. Алексей Николаевич слушал лекции Можайского, экзаменовался у него и в своих воспоминаниях описал создателя первого самолета. А. Н. Крылов сообщил:
"...Он (Можайский) был громадного роста, широкий в плечах, богатырски сложенный. Я его впоследствии знал немного, помню его еще и потому, что он нас экзаменовал на выпуске из Морского корпуса по морской практике. Так вот, Александр Федорович решил заняться разработкой вопроса о летании на аппаратах тяжелее воздуха. Начал он с того, что стал летать на змее. Вероятно, он был одним из пионеров этого дела. Построил он змей, запряг в него тройку, велел ее гнать, как говорится, в три кнута, и сам поднимался на этом змее на воздух. Удачно или нет, сказать не могу, но во всяком случае, когда я его знал, он хромал и ходил, опираясь на здоровенную дубину, так что никто не решался его спросить, не было ли это результатом его полетов на змее".
Преподавание в корпусе отнимало не очень много времени, и Можайский продолжал работать над проектом самолета. Меняя детали, отыскивая наилучшие из возможных конструктивных решений, Александр Федорович никогда не отказывался от своей основной идеи - летательный аппарат должен иметь неподвижные крылья.
Самолет Можайского - первый в мире летательный аппарат тяжелее воздуха - имел все основные части, характеризующие современный самолет: крылья, корпус, оперение, шасси, управление, силовую установку, Из первых четырех частей, образующих планер самолета, многие последующие самолеты, созданные позднее зарубежными конструкторами, имели только две части - крылья и оперение.
В своем самолете Можайский смело применил наиболее прогрессивную схему, с одной только парой крыльев - моноплан. Теперь эта схема получила всеобщее распространение.
Четверть века тому назад между сторонниками самолетов с одной парой крыльев - монопланов, и приверженцами схемы с двумя парами крыльев бипланов, происходил горячий спор. Сторонники моноплана справедливо указывали, что при этой схеме возникает наименьшее сопротивление и, следовательно, получается большая скорость полета. Защитники биплана, введенного в самолетостроение братьями Райт, утверждали, что вся эта этажерка или, как ее называли, коробка крыльев, состоящая из двух пар крыльев, стоек, проволочных расчалок, связывающих их воедино, должна иметь вес, меньший, чем у моноплана, и обладая меньшим размахом крыльев обеспечит самолету наилучшую маневренность.
Победила схема Можайского. Русский изобретатель правильно понял, что самолету важнее всего иметь большую скорость полета, а для этого сначала нужно уменьшить его сопротивление, облагородить аэродинамические формы применить монопланные крылья. Современные истребитель и пассажирский самолет, штурмовик и бомбардировщик - все они - монопланы. Лишь для тихоходных самолетов, где требования аэродинамики менее важны, еще сохранилась схема биплана.
Можайский дал своему самолету четко выраженный корпус. Этим он вновь показал, что рассматривает вопросы аэродинамики, как важнейшие; требованиям аэродинамики он подчинил свою конструкторскую мысль. Это представляется очевидным нынче. Но сколько лет на самолетах вместо корпуса устанавливали решетчатую ферму, и самолеты своим видом напоминали какие-то летающие скелеты.
Придавая корпусу своего самолета форму лодки, Александр Федорович думал о возможности посадки самолета на воду. На многие десятилетия раньше, чем идея самолета-амфибии была реализована, Можайский создал ее прототип.
Любой современный самолет имеет хвостовое оперение, расположенное в кормовой части корпуса. Не раз пробовали строить так называемые самолеты-утки, с оперением, находящимся перед крылом - странные сооружения, словно летящие хвостом вперед. Но ни усилия Райтов, ни старания бразильского миллионера Сантос-Дюмона, шумно рекламировавшего во Франции любой свой грошовый успех на поприще авиации - не обеспечили победы этой надуманной схеме.
Победила схема оперения, примененная Александром Федоровичем Можайским.
Первый в мире самолет стоял на тележке, снабженный четырьмя подрессоренными колесами, что смягчало удар при посадке. Тележка исключала возможность опрокидывания самолета при взлете и при посадке. Эта схема шасси не сразу стала основной в авиастроении. Самолеты начала XX века, самолеты первой мировой войны и самолеты, строившиеся после ее окончания по большей части имели колесное шасси, состоявшее из трех колес: двух впереди, перед центром тяжести самолета, а одного, маленького хвостового сзади. Основные колеса были вынесены только немного вперед по отношению к центру тяжести самолета, иначе сильно возрастала нагрузка на хвостовое колесо - самолет долго бежал по земле до взлета, не в силах оторвать хвостовую опору. Но самолет с малым выносом колес на посадке легко мог опрокинуться через нос.
Только внедрение реактивной техники в авиацию сделало возможным применить такую схему шасси, при которой основными колесами стали задние, а передние, сильно вынесенные вперед по отношению к центру тяжести самолета, уберегали машину от аварии.
Схема, основные особенности которой правильно понял и отобразил Можайский, - оказалась наиболее целесообразной.
Для управления самолетом Александр Федорович применил тросы, соединяющие рули с двумя штурвалами, раздельно воздействующими на каждый из рулей. Тросовая система управления рулями живет в самолетостроении до наших дней.
Замечательные конструктивные решения каждой из частей первого в мире самолета видели передовые люди отечественной науки. В дни первой Всероссийской авиационной недели, проводившейся в России в начале нашего века, академик М. А. Рыкачев, говорил:
"Его идея аэроплана та же, что современные машины. Не было лишь тогда легких и сильных моторов. А как он хотел убедить всех, что его идея достижима. Он был действительно прав".
Профессор В. И. Ковалевский, при открытии Первой Международной воздухоплавательной выставки в 1911 году, сказал о самолёте, который около полувека тому назад построил Можайский:
... "Сделан был аппарат настолько хорошо, что если бы его поставить здесь в Михайловском манеже, рядом с Блерио, то последний мог бы сказать: "Шапки долой!"
Сердце самолета
Еще в середине прошлого века вопросами воздухоплавания занимался русский ученый, артиллерист, генерал К. И. Константинов.
Разносторонний ученый, он изобретал приборы для измерения очень малых промежутков времени, был видным специалистом в области ракетной техники, стал известен как пионер в области автоматики и, в частности, электроавтоматики. В 1856 году Константинов написал большую статью "Воздухоплавание", первый обстоятельный разбор истории развития воздушных шаров и парашютов. Особо ценные мысли высказал Константинов по вопросу о создании управляемых аэростатов. Он пришел к выводу, что нужен двигатель или, как он писал, движитель "несравненно легчайший в отношении доставляемой работы, известных поныне". Такого легкого и, в то же время, мощного двигателя тогда еще не существовало и, следовательно, нельзя было создать управляемый аэростат.
Совершенного двигателя для самолета не было и в тот период, когда Можайский изучал свойства крыла; открыл связь между площадью крыльев, весом летательного аппарата и скоростью его полета; выработал метод расчета лётных характеристик своего воздухолетательного снаряда. Вопрос о двигателе оставался открытым. Для своего будущего самолета Можайский решил уже ряд сложных задач; и все же оставалась последняя, пожалуй, самая трудная задача - создать двигатель. Ведь от модели к самолету можно было перейти лишь после того, как появится двигатель, мощный и обязательно легкий. Простой в устройстве, надежный в работе и, главное, легкий.
Можайский отлично знал судовую паровую машину. Но ее нельзя было перенести на самолет, слишком уж она была тяжела и громоздка. Правда, со времени Ползунова паровые машины стали много совершенней, вместо нескольких тонн на одну лошадиную силу мощности первой машины теперь приходилось лишь сто килограммов на 1 лошадиную силу. Это был большой успех, но все-таки еще недостаточный для самолетостроения.
Можайский знал, что еще в начале второй половины XIX века удалось поставить на аэростат паровой двигатель, весивший без котла, воды и топлива около 17 килограммов на 1 лошадиную силу. Но мощность этого двигателя составляла всего лишь 3 лошадиных силы. Можайскому был нужен двигатель большей мощности и, во всяком случае, еще меньшего удельного веса.